Cliquez sur un avatar pour le sélectionner Fibre optique : La fibre optique sert de conducteur à un ou des faisceaux lumineux. Ces faisceaux transportent de l'énergie d'un appareil électrique à un autre. Pour ce faire on utilise un convertisseur électrons<->photons. Le signal lumineux voyage dans la fibre optique par réfraction contre les parois. Il existe plusieurs types de fibre (monomode, à gradient d'indice, ...). La fibre optique c'est fortement développée dans les communications car elle est quasi-insensible aux perturbations electromagnétiques, permet une communication plus rapide. Nanotechnologie : On nomme nanotechnologie toute technologie permettant de fabriquer ou d'exploiter des objets ayant une taille d'environ 1 à 100 nanomètres (10-9m. On considère généralement Richard Feynman comme le père de la nanotechnologie. Ses principaux domaines d'application sont la mécanique, l'électronique, la biophysique, ... Molécule : Une molécule consiste en la réunion de plusieurs atomes de même type ou non. Leur taille varie de quelques atomes à plusieurs millions. Les atomes sont reliés entre eux par des liaisons. Les proriétés d'une molécule varient en fonction des atomes qui la composent, des liaisons et de son architecture. Quasicristaux : Les quasicristaux ont été découverts par Shechtman en 1982. Ils disposent d'une structure en motif symétrique comme les cristaux, mais apériodique. On parle aussi de quasi-période, d'où leur nom. Ils se rencontrent essentiellement dans les alliages métalliques. C'est le mathématicien Penrose qui montra en premier l'existence de pavage apériodique dont les propriétés sont identiques à celles des quasicristaux. Laser : Le LASER consiste en une émission stimulée de lumière monochromatique. Le premier LASER date de 1957 par Gould. Il fut précédé par le MASER en 1954, créé par Townes, qui est un emmeteur de micro-onde. Le père du LASER est Einstein suite à son article de 1905 sur l'effet photo-électrique puis de son article en 1917 sur l'émmission stimulé de radiations lumineuses. Astéroïde : Les astéroïdes sont des petits corps célestes atteignant, pour les plus gros, 200 km de diamètre. Dans notre système solaire, la majeure partie des astéroïdes se situe entre Mars et Jupiter et forme ce qu'on nomme la 'ceinture d'astéroïdes'. Les astéroïdes ne meurent que lors d'une collision avec une planète ou une lune. Nébuleuse : Les nébuleuses sont des nuages de gaz stellaires composés soit de déchets d'étoiles ou de matériaux d'étoiles en cours de formation. Les nébuleuses se trouvent en dehors de notre propre galaxie. Elles peuvent prendre des formes assez fantasmagoriques. Historiquement, il y eut une discussion pour savoir s'il s'agissait seulement de nuages de gaz ou d'étoiles. C'est Hubble qui mit fin à la discussion en utilisant dès 1917, un télescope de grande précision (2,5 mètres de diamètre situé en Californie) et en étudiant les nébuleuses. Galaxie : Une galaxie est un ensemble d'environ 200000 milliards d'étoiles, ayant la forme d'un disque d'un diamètre de 90000 années lumière. Son centre nommé bulbe est plus sphérique. On distingue quatre types de galaxies. Les elliptiques de forme ovale, les spirales, les lenticulaires et les irrégulières. Les galaxies spirales sont les plus nombreuses et les plus complexes de par leur constitution. 4004 (1971) : Le 4004 est le premier microprocesseur au monde. Conçu par Intel en 1971, il intégrait 2300 transistors et était fabriqué avec une finesse de gravure de 10 microns. Il fonctionnait à la fréquence de 108 KHz. Microprocesseur de type 4 bits, il pouvait exécuter 60000 instructions par seconde et accéder à 640 octets de mémoire. Processeur (1971) : Le microprocesseur est constitué de transistors à très fort niveau d'intrégation (de plusieurs millions à centaines de millions de transistors). Il a pour fonction d'exécuter une suite séquentielle d'instructions permettant de réaliser des tâches de calcul ou d'analyse. Les progrès considérables des microprocesseurs depuis le premier 4004 sont considérables et sont devenus un composant fondamental des appareils que nous utilisons quotidiennement. Sa fabrication requiert des usines spéciales par procédé photo-lithographique et gravé dans des galettes de silicium ou wafer. Barteen, Brattain, Shockley (1948) : Transistor est la contraction des mots TRANSfert resISTOR. Sa fonction est de modifier le courant qu'il reçoit. Il existe plusieurs types de transistors (à pointe, à effet de champ, MOS, ...). En fonction de leurs caractéritiques, ils peuvent soit servir à amplifier le courant, ou contrôler son acheminement. Dans le premier cas, cela a permis de remplacer les tubes des radios (d'où le nom de transistor pour les petites radios). Dans le second cas, à fonctionner comme une porte, laissant ou non entrer le courant. C'est ce dernier type de transistor (C-MOS) qui est utilisé dans les microprocesseurs. Bulle de savon : Les bulles de savon sont simples à fabriquer, mais ont laissé perplexes pendant des siècles les scientifiques quant à expliquer leurs propriétés. Le savon est à la fois hydrophile et hydrophobe. Ses molécules se regroupent en présence d'eau pour s'interfacer entre l'eau et l'air. L'ensemble constitue alors un film extrêmement mince (air/savon/eau/savon/air) qui forme une bulle de savon. L'irrisation provient du fait que les différentes couches qui reçoivent la lumière du jour, renvoient des rayonnements qui interfèrent entre eux, provoquant des changements de couleur à la surface de la bulle. Les bulles de savon ont une forme globalement ronde car si les conditions de température et de pression sont les mêmes dans toutes les directions (milieu isotrope), seule une sphère assure un équilibre stable dans un milieu isotrope. Soleil : Le Soleil est l'étoile de notre système solaire. Il est apparu il y a environ 4,6 milliards d'années et mourra d'ici 5 milliards d'années. C'est une étoile de taille moyenne mais qui représente environ 98 13e la masse totale du système solaire. Il produit une très grande quantité d'énergie par fusion nucléaire. Il est composé essentiellement d'hydrogène (92%). Particules élémentaires : Les particules élémentaires sont les plus petits constituants de la matière (proton, neutron, électron, neutrino, ...) ou les éléments qui transportent l'énergie des forces fondamentales (photon, bosons, ...). Les particules sont regroupées en famille en fonction de leurs propriétés (Quarks, lepton, hadrons, ...). Le modèle théorique qui les décrit actuellement est le 'modèle standard'. Chaque particule a son anti-particule qui a une durée de vie extrêmement brève. L'outil le plus utile pour analyser et découvrir de nouvelles particules est l'accélérateur de particules. Les plus connus sont ceux du CERN et de Stanford. Gordon Freeman (1999) : C'est un jeune scientifique (physicien) qui a été embauché au centre de recherche de Black Mesa. Héros du jeu Half-Life, il est confronté dès son premier jour à l'arrivée d'êtres venus d'un monde parallèle. Gordon Freeman est un des rares personnages à représenter les forces positives de la science et auxquelles les joueurs peuvent s'identifier. Ariane 5 (1987) : Ariane 5 est le lanceur européen de satellites. Le projet débute en 1987, et son premier vol a lieu en 1996. Mais il devait être initialement destiné à lancer Hermès (navette spatiale habitée - projet abandonné). Ariane 5 est un lanceur pouvant embarquer 1 ou 2 satellites. Il pourra, à partir de 2006, emporter jusqu'à 12 tonnes de charge sur des orbites hautes. Il est équipé d'un moteur Vulcain. Supraconductivité (1911) : La supraconductivité a été découverte en 1911 par le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes. Un matériau devient supraconducteur à une température généralement très basse lorsque sa résistivité électrique devient quasi nulle. L'effet joule s'en trouve supprimé. Cette technologie a permis de produire de nouvelles générations d'accélérateurs de particules et des trains à très haute vitesse (> 400 km/h). Ruban de Möbius (1790 - 1868) : Mathématicien et astronome allemand. August Ferdinand Möbius découvrit en 1858 la surface topologique nommée ruban de Möbius. Comme la bouteille de Klein, elle a une seule face, ce qui en fait une surface non-orientable. De même elle a un nombre chromatique de 6. Cela signifie qu'il faut six couleurs pour mettre en couleur cette surface afin que deux zones voisines n'aient jamais la même couleur. Par contre elle possède un bord (1 seul) et c'est une surface à 2 dimensions. Bouteille de Klein (1849 - 1925) : C'est en 1882 que le mathématicien allemand Felix Klein découvrit la surface topologique nommée bouteille de Klein. Comme le ruban de Möbius c'est une surface non-orientable car ne disposant que d'une seule face. Elle a aussi un nombre chromatique de 6. Cela signifie qu'il faut six couleurs pour mettre en couleur cette surface afin que deux zones voisines n'aient jamais la même couleur. Par contre elle n'a pas de bord et est de dimension 4 (la réprésentaiton en 3 dimensions que l'on voit est une fausse perspective). Objet fractal : Les fractals sont connus depuis le 19ème siècle, mais c'est les travaux de Mandelbrot en 1981 qui les ont vraiment fait connaitre. Il n'y a pas de définition absolue de ce qu'est un objet fractal. Toutefois on s'accorde sur le fait qu'ils ont plus ou moins les propriétés suivantes : Dimension non entière et supérieure à la dimension topologique (ou euclidienne) si on utilise la dimension de Hausdorff. Une fonction fractale ne possède pas de dérivée car il n'y a pas de tangente. Dans les faits remarquables autre que ceux d'une dimension non-entière, il apparaît que toute partie d'un objet fractal contient autant de détails que le tout. Quelques noms de fractals connus : Flocon de Koch, poussière de Cantor, ensemble de Julia et de Mandelbrot, ou encore celui de Sierpinski et de Lyapunov. Problème des 4 couleurs : Combien faut-il de couleurs au maximum pour colorier la carte des départements de France ou des états d'Amérique sans que deux régions ou états ayant même frontière n'aient la même couleur ? Ce problème fut posé par Francis Guthrie en 1852. Ce n'est qu'en 1976, que K. Appel et W. Haken démontrèrent qu'il n'en fallait que quatre. Cette démonstration a la particularité de se reposer en grande partie sur l'ordinateur. C'est un problème de la théorie des graphes et de la topologie. Aucune démonstration mathématique dite à la main n'a encore été trouvée. Le nombre PI : La mesure de Pi est connue depuis les babyloniens (4000 ans avant J-C). Elle était aussi connue par les égyptiens ou les mayas sous la forme d'un rapport. Pi a des applications en géométrie (ex : quadrature du cercle), en analyse (ex : série illimitée), en probabilité (ex : aiguille de Buffon), en physique (ex : inégalité d'Heisenberg). C'est un nombre irrationnel, c'est-à-dire qu'on ne peut l'exprimer par un rapport de deux nombres entiers. Le rapport le plus remarquable est 355/113, qui donne 6 décimales de PI. Relation d'Euler : Cette relation trouvée par Euler (1748 environ) est remarquable car elle associe deux constantes les plus utilisées en science ('e' et 'Pi'), les nombres imaginaires et les nombres négatifs. On peut retrouver cette expression en considérant la formule d'Euler : e(ix) = cos(x) + i*sin(x) avec x = Pi. Equivalence de la masse et de l'énergie : La formule la plus connue du monde des sciences. Enoncée par Einstein en 1907, elle exprime que toute masse peut être considérée comme une énergie ET réciproquement, toute énergie comme une masse. C'est dans le domaine de la radioactivité que cette formule trouva rapidement une application en expliquant le défaut de masse des atomes. La masse globale d'un atome n'est pas égale à la somme des masses des nucléons qui le composent. La différence de masse correspond aux énergies de liaison entre les nucléons (proton, neutron). En utilisant E=MC² on retrouve la masse manquante. Archimède (-287 - -212) : Savant de l'antiquité. Ses travaux portent sur les mathématiques (détermination d'un encadrement de PI) et la physique (levier, vis sans fin, ...). Il est à l'origine de l'hydrostatique (loi d'Archimède) : 'tout corp plongé dans un fluide, subit une poussée verticale dirigée de bas en haut, égale au poid du fluide déplacé'. Jocelyn Bell-Burnell (1943 - ) : Physicienne américaine d'origine irlandaise. Découvre les pulsars en 1968 lors de recherches sur les quasars. Les pulsars sont des étoiles à neutron ayant une rotation sur elles-mêmes très rapide. Elles émettent des fréquences radio à un intervalle extrêmement régulier liées à leur rotation. Niels Bohr (1885 - 1962) : Physicien danois, il est avant tout l'auteur d'un modèle atomique (1913) utilisant les premiers outils de la mécanique quantique. Boltzmann Ludwig (1844 - 1906) : Un des fondateurs de la thermodynamique statistique, dont l'un des résultats les plus remarquables est l'équation : S = k ln(O), lors de ses recherches sur le second principe de la thermodynamique et le mouvement des molécules, . Marie Curie (1867 - 1934) : Physicienne française. Découvre du radium avec Pierre Curie. Découverte de la radioactivité naturelle avec Pierre Curie. Prix Nobel de physique en 1903. Travaux sur la détermination du poids atomique du radium, prix Nobel de chimie 1911. John Dalton (1766 - 1844) : Chimiste, physicien anglais. Connu pour sa loi des pressions partielles et gaz mélangés (loi de Dalton) dont il tira le premier modèle atomistique (publié en 1808). Premier tableau périodique des éléments. Le daltonisme vient des travaux que Dalton effectua en constatant qu'il ne voyait pas certaines couleurs correctement. Albert Einstein (1879 - 1955) : Physicien allemand. Travaux sur le mouvement brownien et l'effet photo-électrique (prix Nobel de physique 1921). Elaboration de la relativité restreinte puis de la relativité générale. Richard Feynman (1918 - 1988) : Physicien américain. Importants travaux sur l'électrodynamique quantique qui lui valurent le prix Nobel de physique en 1965. Etablit les interactions entre électrons et photons. Galileo Galilei (1564 - 1642) : Mathématicien et astronome italien. Il énonce le premier principe de relativité et conséquement de référentiel. Met au point une lunette à fort grossissement (x9) et explore le ciel. Il prouvera la théorie de Copernic (la Terre n'est pas le centre du monde, mais tourne autour du Soleil) par ses observations. Carl Friedrich Gauss (1777 - 1855) : Mathématicien et physicien allemand. Résidus quadratique, géométrie non-euclidienne hyperbolique, loi normale, ... Werner Karl Heisenberg (1901 - 1976) : Physicien allemand. Connu principalement pour l'énoncé du principe d'incertitude qui fait partie des fondements de la physique moderne. Camille jordan (1838 - 1922) : Mathématicien français. A effectué un travail remarquable sur la théorie des groupes. On rencontre aussi son nom dans le calcul matriciel (forme réduite et matrice de Jordan), en topologie (théorème des courbes de Jordan) et en théorie des graphes (condition de Jordan-Dedekind). Johannes Kepler (1571 - 1630) : Mathématicien et astronome allemand. Enonce 3 lois sur le mouvement des planètes et démontre mathématiquement la validité de l'héliocentrisme (les planètes du système solaire tournent autour du Soleil). Pierre Simon Laplace (1749 - 1827) : Mathématicien et physicien français. Importants travaux sur les probabilités (loi normale), et en électromagnétisme (loi de Laplace), laplacien (opérateur différentiel), transformation de Laplace. Joseph Louis Lagrange (1736 - 1813) : Mathématicien, physicien et astronome français. Importants travaux en astronomie (orbite numaire, problème des 3 corps). Connu pour avoir développé une méthode d'interpolation polynomiale (interpolation de Lagrange). Lise Meitner (1878 - 1968) : Physicienne allemande. Découvre le phénomène de désintégration de l'atome, nommé plus tard fission, en collaboration avec Otto Hahn et Strassmann. Découverte de l'élément 91 le protactinium en collaboration avec Otto Hahn. Dmitri Ivanovitch Mendeleïev (1834 - 1907) : Chimiste russe, il est connu pour avoir été le premier à concevoir une classification des éléments chimiques, tout en émettant l'hypothèse (aujourd'hui maintes fois vérifiée) que d'autres éléments pouvaient exister (63 à l'époque, plus de 110 aujourd'hui). Isaac Newton (1642-1727) : Savant anglais, auteur de nombreux travaux en mathématique et physique. Il est surtout connu pour l'élaboration d'une théorie de la gravitation et de ses méthodes de calcul différentiel qu'il nommait méthode des fluxions. Jules Henri Poincaré (1854 - 1912) : C'est un monstre des mathématiques de part la quantité de ses publications, la diversité des domaines explorés, et la qualité de ses recherches. Il est à l'origine de la théorie du chaos, suite à ses travaux sur le problème des 3 corps (mécanique céleste). Fondateur de la topologie algébrique. Travaux sur les fonctions fushiennes, les équations différentielles, conjecture de Poincaré, ... Max Planck (1858 - 1947) : Physicien allemand. A exprimer le premier la notion de quantum d'énergie sous forme d'une constante (constante de Planck) intégrée à une équation qui a permis de résoudre le problème du 'corps noir'. Ernest Rutherford (1871 - 1937) : Physicien anglais. L'un des grands pionniers dans la recherche sur la radioactivité. Etablit l'existence des rayonnements alpha, beta et gamma. Erwin Schrödinger (1887 - 1961) : Physicien autrichien. Il met au point en 1926 une formulation mathématique rigoureuse de la distribution des électrons d'un atome. Ses équations sont l'un des principaux fondements de la mécanique quantique. Alan Turing (1912 - 1954) : Mathématicien anglais. Il est un des fondateurs de l'informatique moderne (machine de Turing). C'est lui qui décrypta le mode de fonctionnement d'Enigma (machine à coder des messages) des allemands durant la seconde guerre mondiale.